JP7268272B2 - 光学フィルム、偏光板、および画像表示装置 - Google Patents
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Description
図1に示される光学フィルム10は、波長380nmにおける分光透過率が1%未満となっており、波長410nmにおける分光透過率が10%以上60%未満となっており、かつ波長440nmにおける分光透過率が70%以上となっている。光学フィルムにおける波長380nmにおける分光透過率が1%以上であると、ブルーライトの遮蔽率が低下するので、ブルーライトの問題を解決できないおそれがある。また、光学フィルムにおける波長410nmにおける分光透過率が10%未満であると、光学フィルムの黄色味が抑制できないおそれがあり、また波長410nmにおける分光透過率が60%以上であると、ブルーライトの問題が解決できず、透過光が悪影響を与えるおそれがある。光学フィルムにおける波長440nmにおける分光透過率が70%未満であると、イエローインデックスが高く光学フィルム自体の色味が黄色くなり、また可視光領域の透過率が低下するため、光学フィルムの特性として適さないおそれがある。
(測定条件)
・波長域:300nm~780nm
・スキャン速度:高速
・スリット幅:2.0
・サンプリング間隔:オート(0.5nm間隔)
・照明:C
・光源:D2およびWI
・視野:2°
・光源切替波長:360nm
・S/R切替:標準
・検出器:PM
・オートゼロ:ベースラインのスキャン後550nmにて実施
A=100-B
(1)表面粗さ検出部の触針(小坂研究所製の製品名「SE2555N」(2μm標準))
・先端曲率半径2μm、頂角90度、材質ダイヤモンド
(2)表面粗さ測定器の測定条件
・基準長さ(粗さ曲線のカットオフ値λc):0.8mm
・評価長さ(基準長さ(カットオフ値λc)×5):4.0mm
・触針の送り速さ:0.5mm/s
・予備長さ:(カットオフ値λc)×2
・縦倍率:20000倍
・横倍率:10倍
光透過性基材11としては、光透過性を有する基材である。光透過性基材を構成材料としては、特に限定されず、例えば、例えば、ポリエステル系樹脂、アセチルセルロース系樹脂、シクロオレフィンポリマー系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリアリレート系樹脂、ポリフェニレンサルファイド系樹脂等の光透過性樹脂やこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、アセチルセルロース系樹脂、シクロオレフィンポリマー系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミド系樹脂が好ましく、さらに、これらの中でも高透明性等の点からアセチルセルロース系樹脂、特にトリアセチルセルロース系樹脂が好ましく、またフレキシブル性の点からポリイミド系樹脂やポリアミド系樹脂がより好ましい。光透過性基材は必要に応じて、可塑剤、紫外線吸收剤、易滑剤等の各種添加剤が添加されていてもよい。
光透過性機能層12は、分光透過率調整層13と、分光透過率調整層における光透過性基材11側とは反対側に設けられたオーバーコート層14とを備えている。なお、図1においては、光透過性機能層12は、分光透過率調整層13とオーバーコート層14から構成されているが、分光透過率調整層13のみから構成されていてもよい。
分光透過率調整層13は、樹脂および分光透過率調整剤を含む層である。なお、分光透過率調整層13は、樹脂および分光透過率調整剤の他に、無機粒子、レベリング剤およびラジカル重合開始剤やカチオン重合開始剤等の重合開始剤やその残渣を含んでいてもよい。
分光透過率調整層13に含まれる樹脂としては、電離放射線重合性化合物の重合物を含むものである。樹脂は、電離放射線重合性化合物の重合物の他、溶剤乾燥型樹脂や熱硬化性化合物を含んでいてもよい。
電離放射線重合性化合物は、電離放射線重合性官能基を少なくとも1つ有するものである。本明細書における、「電離放射線重合性官能基」とは、電離放射線照射により重合反応し得る官能基である。電離放射線重合性官能基としては、例えば、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等のエチレン性不飽和基が挙げられる。なお、本明細書における「(メタ)アクリロイル基」とは、「アクリロイル基」および「メタクリロイル基」の両方を含む意味である。また、電離放射線重合性化合物を重合する際に照射される電離放射線としては、可視光線、紫外線、X線、電子線、α線、β線、およびγ線が挙げられる。
溶剤乾燥型樹脂は、熱可塑性樹脂等、塗工時に固形分を調整するために添加した溶剤を乾燥させるだけで、被膜となるような樹脂である。溶剤乾燥型樹脂を併用することによって、塗布面の被膜欠陥を有効に防止することができる。上記電離放射線重合性化合物と併用して使用することができる溶剤乾燥型樹脂としては特に限定されず、一般に、熱可塑性樹脂を使用することができる。
熱硬化性化合物としては、特に限定されず、例えば、フェノール樹脂、尿素樹脂、ジアリルフタレート樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アミノアルキッド樹脂、メラミン-尿素共縮合樹脂、ケイ素樹脂、ポリシロキサン樹脂等が挙げられる。
分光透過率調整剤は、光学フィルム10の分光透過率を調整するものである。分光透過率調整層13に、例えば、下記一般式(21)で表されるセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体、2-[2-ヒドロキシ-3,5-ビス(α,α-ジメチルベンジル)フェニル]-2H-ベンゾトリアゾール(製品名「Tinuvin234」、BASF社製)、2-(5-クロロ-2-ベンゾトリアゾリル)-6-tert-ブチル-p-クレゾール(製品名「Tinuvin326」、BASF社製)等の紫外線吸収剤、あるいは染料や顔料等の色素材料を含ませた場合には、上述した分光透過率を好適に満たすことができる。これらの中でも、分光スペクトルの上記傾きが大きく、より選択的にブルーライトを遮蔽できることで、ブルーライトの遮蔽およびYI値の上昇の抑制の両立を図ることができる点から、下記一般式(21)で表されるセサモール型ベンゾトリアゾール系単量体が好ましい。紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール型以外にもベンゾフェノン型やトリアジン型などの紫外線吸収剤も使用できる。色素材料としては、例えば、オリヱント化学工業株式会社製のBONASORB UA-3911、UA-3912等のインドール系材料やオリヱント化学工業株式会社製のBONASORB UA-3701等のアゾメチン系材料、BASF社製のLumogen F Violet570、Tinuvin Carboprotect等も使用することができる。
分光透過率調整層用組成物は、電離放射線重合性化合物および分光透過率調整剤の他、溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等を含んでいてもよい。
重合開始剤としては特に限定されず、公知のものを用いることができ、例えば、重合開始剤としては、具体例には、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーベンゾイルベンゾエート、α-アミロキシムエステル、チオキサントン類、プロピオフェノン類、ベンジル類、ベンゾイン類、アシルホスフィンオキシド類が挙げられる。また、光増感剤を混合して用いることが好ましく、その具体例としては、例えば、n-ブチルアミン、トリエチルアミン、ポリ-n-ブチルホスフィン等が挙げられる。
溶剤としては、使用する電離放射線重合性化合物の種類および溶解性に応じて選択して使用することができ、例えば、ケトン類(アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、ジアセトンアルコール等)、エーテル類(ジオキサン、テトラヒドロフラン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等)、脂肪族炭化水素類(ヘキサン等)、脂環式炭化水素類(シクロヘキサン等)、芳香族炭化水素類(トルエン、キシレン等)、ハロゲン化炭素類(ジクロロメタン、ジクロロエタン等)、エステル類(酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等)、水、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、ブタノール、シクロヘキサノール等)、セロソルブ類(メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等)、セロソルブアセテート類、スルホキシド類(ジメチルスルホキシド等)、アミド類(ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等)等が例示でき、これらの混合溶媒であってもよい。
オーバーコート層14は、光学フィルム10の表面10Aにハードコート性を付与する機能を有する層である。「ハードコート性」とは、鉛筆硬度試験で「B」以上の硬度を付与する性質を意味する。鉛筆硬度試験は、50mm×100mmの大きさに切り出された光学フィルムのオーバーコート層の表面に対し鉛筆硬度試験機(製品名「鉛筆引っかき塗膜硬さ試験機(電動式)」、株式会社東洋精機製作所製)を用いて、鉛筆(製品名「ユニ」、三菱鉛筆株式会社製)に2.94Nの荷重を加えながら鉛筆を1mm/秒の移動速度で移動させることにより行うものとする。鉛筆硬度は、鉛筆硬度試験において光学フィルムのオーバーコート層の表面に傷が付かなかった最も高い硬度とする。なお、鉛筆硬度の測定の際には、硬度が異なる鉛筆を複数本用いて行うが、鉛筆1本につき5回鉛筆硬度試験を行い、5回のうち4回以上オーバーコート層の表面に傷が付かなかった場合には、この硬度の鉛筆においてはオーバーコート層の表面に傷が付かなかったと判断する。上記傷は、鉛筆硬度試験を行ったオーバーコート層の表面を蛍光灯下で透過観察して視認されるものを指す。
オーバーコート層用組成物は、電離放射線重合性化合物の他、溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等を含んでいてもよい。溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等は、上記分光透過率調整層用組成物で説明した溶剤乾燥型樹脂、熱硬化性化合物、重合開始剤、溶剤等と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
光学フィルムは、図3に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層21とを備える光学フィルム20であってもよい。光透過性機能層21の表面21Aが凹凸面となっていることで、例えば、光学フィルム20に防眩性及び/又は耐ブロッキング性を付与することができる。光学フィルム20における光透過性基材11は、光学フィルム10の欄で説明した光透過性基材11と同じものであるので、説明を省略するものとする。
光透過性機能層21は、光学フィルム20の分光透過率を調整する機能を有するとともに、防眩機能を有する層である。光透過性機能層21における分光透過率調整機能は、上記分光透過率調整剤を含ませることにより発揮させることができる。また、光透過性機能層21における防眩機能は、表面21Aを凹凸面にすることによって発揮させることができる。例えば、防眩剤を含有させることで表面21を凹凸面にすることができる。防眩剤としては特に限定されず、公知の無機系又は有機系の各種粒子を用いることができる。
50μm<Sm<600μm …(A-1)
0.1°<θa<1.5° …(A-2)
0.02μm<Ra<0.30μm …(A-3)
0.30μm<Rz<2.00μm …(A-4)
100μm<Sm<400μm …(B-1)
0.1°<θa<1.2° …(B-2)
0.02μm<Ra<0.15μm …(B-3)
0.30μm<Rz<1.20μm …(B-4)
120μm<Sm<300μm …(C-1)
0.1°<θa<0.5° …(C-2)
0.02μm<Ra<0.12μm …(C-3)
0.30μm<Rz<0.80μm …(C-4)
光学フィルムは、図5に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層31とを備える光学フィルム30であってもよい。光透過性機能層31は、分光透過率調整層32と、分光透過率調整層32における光透過性基材11側とは反対側に設けられた積層構造の複数の蒸着層33とを備えている。複数の蒸着層33を備えることで、上述した分光透過率の要件をより好適に満たすことができる。
分光透過率調整層32は、分光透過率調整層13と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
蒸着層33としては、例えば、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、カリウム(K)、スズ(Sn)、ナトリウム(Na)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、鉛(Pb)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、ニオブ(Nb)等の無機物又は無機酸化物の蒸着層であることが好ましい。なかでも、ケイ素(Si)とニオブ(Nb)とからなる蒸着層であることが好ましい。
光学フィルムは、図6に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層41とを備える光学フィルム40であってもよい。光透過性機能層41は、分光透過率調整層42と、分光透過率調整層42における光透過性基材11側とは反対側に設けられた互いに屈折率が異なる複数の不可視化層43を更に含むことが好ましい。光学フィルム40は、タッチパネルを搭載した画像表示装置に好適に用いられるが、不可視化層43を有することで、ITO等の無機透明導電材料からなるセンサ電極(透明電極層)が表示面で観察されることを防止できる。
分光透過率調整層42は、分光透過率調整層13と同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
不可視化層43としては特に限定されず、不可視化層として従来公知のものが挙げられるが、例えば、無機透明導電材料よりも高い屈折率を有する高屈折率層43Aと、高屈折率層43Aよりも屈折率の低い低屈折率層43Bとの積層構造を有することが好ましい。なお、不可視化層43は、光透過性基材11の両面側に設けられていてもよい。
高屈折率層43Aは、屈折率が1.50以上2.00以下であることが好ましい。高屈折率層43Aの屈折率の下限は1.60以上であることがより好ましく、また上限は1.75以下であることがより好ましい。高屈折率層43Aの屈折率を測定する方法としては、高屈折率層43Aをカッターなどで削り取り、粉状態のサンプルを作製し、JIS K7142:2008のB法(粉体または粒状の透明材料用)に従ったベッケ法(屈折率が既知のカーギル試薬を用い、前記粉状態のサンプルをスライドガラスなどに置き、そのサンプル上に試薬を滴下し、試薬でサンプルを浸漬する。その様子を顕微鏡観察によって観察し、サンプルと試薬の屈折率が異なることによってサンプル輪郭に生じる輝線(ベッケ線)が目視で観察できなくなる試薬の屈折率を、サンプルの屈折率とする方法)を用いて測定するものとする。
低屈折率層43Bは、高屈折率層43Aの屈折率よりも低い屈折率を有する層である。低屈折率層43Bの屈折率は、1.35以上1.55以下であることが好ましい。低屈折率層43Bの屈折率の下限は1.40以上であることがより好ましく、上限は1.50以下であることがより好ましい。低屈折率層43Bの屈折率は、高屈折率層43Aの屈折率と同様の方法によって求めるものとする。
光学フィルムは、図7に示されるように、光透過性基材11と、光透過性基材11の一方の面側に設けられた光透過性機能層51とを備える光学フィルム50であってもよい。光透過性機能層51は、分光透過率調整層52と、分光透過率調整層52における光透過性基材11側とは反対側に設けられ、屈折率が分光透過率調整層52の屈折率よりも低い低屈折率層53を更に含むことが好ましい。光学フィルム50は、低屈折率層53を有することで、外光反射を抑制することができる。また、光学フィルムは、分光透過率調整層と低屈折率層との間に、屈折率が分光透過率調整層の屈折率よりも高い高屈折率層をさらに備えていてもよい。
分光透過率調整層52は分光透過率調整層13と同様であり、低屈折率層53は低屈折率層43Bと同様であるので、ここでは説明を省略するものとする。
光学フィルム10、20、30、40、50は、偏光板に組み込んで使用することが可能である。図8は、本実施形態に係る偏光板の概略構成図である。図8に示されるように、偏光板60は、光学フィルム10と、偏光子61と、保護フィルム62とをこの順で備えている。なお、偏光板60においては、光学フィルム10を用いているが、光学フィルム10の代わりに光学フィルム20、30、40、50を用いてもよい。また、偏光板60においては、光学フィルム10の光透過性基材11側に偏光子61が設けられているが、光学フィルムの光透過性機能層側に偏光子が設けられていてもよい。
偏光子61は、光透過性基材11における光透過性機能層12側の面とは反対側の面に設けられている。偏光子61は、ヨウ素または二色性色素により染色し、一軸延伸させたポリビニルアルコール系樹脂フィルムが上げられる。ポリビニルアルコール系樹脂としては、ポリ酢酸ビニル系樹脂を鹸化したものを用いることができる。ポリ酢酸ビニル系樹脂としては、酢酸ビニルの単独重合体であるポリ酢酸ビニルの他、酢酸ビニルとそれに共重合可能な他の単量体との共重合体等が挙げられる。酢酸ビニルに共重合可能な他の単量体としては、例えば、不飽和カルボン酸類、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸類、アンモニウム基を有するアクリルアミド類等が挙げられる。ポリビニルアルコール系樹脂は、変性されていてもよく、例えば、アルデヒド類で変性されたポリビニルホルマールやポリビニルアセタール等を用いることもできる。
保護フィルム62としては、例えば、トリアセチルセルロースフィルム(TACフィルム)や(メタ)アクリル樹脂フィルム、シクロオレフィンポリマーフィルム(COP)等が挙げられる。
光学フィルム10、20、30、40、50または偏光板60は、画像表示装置に組み込んで使用することが可能である。図9は、本実施形態に係る画像表示装置の概略構成図である。図9に示されるように、画像表示装置70は、表示パネル80と、表示パネル80よりも観察者側に配置されたタッチセンサ90と、タッチセンサ90よりも観察側に配置され、かつ画像表示装置70の表面70Aを構成するカバー部材100とを備えている。
(セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体の合成)
200mLの4つ口フラスコに玉付きコンデンサー、水銀温度計、撹拌装置を取り付け、6-[5-(2-ヒドロキシエチル)-2H-ベンゾトリアゾール-2-イル]ベンゾ[1,3]ジオキソール-5-オール4.0g(0.013モル)、トルエン40mL、メタクリル酸1.8g(0.021モル)、メタンスルホン酸0.4g(0.004モル)を入れて、110~115℃で4時間還流脱水した。次いで、水30mL、炭酸ナトリウム0.6g(0.006モル)を加え、静置して下層部の水層を分離して除去し、活性炭0.2gを加え、還流撹拌して脱色させた。そして、ろ過した後に、ろ液からトルエン40mLを減圧で回収し、イソプロピルアルコール100mLを加え、析出した結晶をろ過し、イソプロピルアルコール40mLで洗浄した後、減圧下40℃で乾燥し、黄色結晶を4.2g得た。この黄色結晶4.2gをイソプロピルアルコールでリパルプ洗浄して、減圧下40℃で乾燥し、セサモール型ベンゾトリアゾール系単量体として、3.4gの2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルメタクリレートを得た。
四つ口フラスコにジムロート冷却器、水銀温時計、窒素ガス吹き込み管、攪拌装置を取り付け、合成した2-[2-(6-ヒドロキシベンゾ[1,3]ジオキソール-5-イル)-2H-ベンゾトリアゾール-5-イル]エチルメタクリレートを8質量部、他の単量体としてのメチルメタクリレート(MMA)を32質量部、溶媒としてのトルエン20質量部、メチルエチルケトン20質量部、及び、重合開始剤としての1,1’-アゾビス(シクロヘキサン-1-カルボニトリル)0.6質量部を入れて、攪拌しながら窒素ガス流量10mL/minで1時間フラスコ内を窒素置換後に、反応液温度90~96℃で10時間還流状態にて重合反応を行った。
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)および上記アクリルポリマー(1)を固形分質量比80:20で混ぜ合わせ、固形分25%まで溶剤(メチルエチルケトンおよびトルエン、質量比80:20)にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物160質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物1を調製した。
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)を、固形分50%まで溶剤(メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン、質量比50:50)にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物200質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184)4質量部と、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、オーバーコート層用組成物を調製した。
得られた分光透過率調整層用組成物1を、ミヤバーにて大きさが210mm×297mm(A4サイズ)および厚みが25μmのトリアセチルセルロース基材の表面に塗布して、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が200mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が5μmの分光透過率調整層を形成した。
実施例2においては、上記多官能モノマーおよび上記アクリルポリマー(1)の固形分質量比を67:33にしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
実施例3においては、上記多官能モノマーおよび上記アクリルポリマー(1)の固形分質量比を50:50にしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
実施例4においては、分光透過率調整層の膜厚を2μmにしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
(分光透過率調整層用組成物2の調製)
ポリエステル樹脂(製品名「バイロン24SS」、東洋紡株式会社製)を固形分25%までメチルエチルケトンにて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物120質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、インドール化合物(製品名「BONASORB UA-3912」、オリヱント化学工業株式会社製)を3質量部、およびベンゾトリアゾール化合物(製品名「JF-79」、城北化学株式会社製)5質量部、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物2を調製した。
得られた分光透過率調整層用組成物2を、ミヤバーにて大きさが210mm×297mm(A4サイズ)および厚みが25μmのトリアセチルセルロース基材の表面に塗布して、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が50mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が5μmの分光透過率調整層を形成した。これにより、トリアセチルセルロース基材上に膜厚5μmの分光透過率調整層(SA層)のみからなる光透過性機能層を備える光学フィルムを得た。
比較例1においては、上記多官能モノマーおよび上記アクリルポリマー(1)の固形分質量比を90:10にしたこと以外は、実施例1と同様にして光学フィルムを得た。
(分光透過率調整層用組成物3の調製)
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)を固形分25%まで溶剤メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン、質量比50:50にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物400質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、インドール化合物(オリヱント化学工業株式会社製 製品名「BONASORB UA-3912」)を3質量部、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物3を調製した。
得られた分光透過率調整層用組成物3を用いたこと以外は、実施例5と同様にして、トリアセチルセルロース基材上に膜厚5μmの分光透過率調整層(SA層)のみからなる光透過性機能層を備える光学フィルムを得た。
(分光透過率調整層用組成物4の調製)
多官能モノマー(製品名「KAYARAD PET-30」、日本化薬株式会社製)を固形分25%まで溶剤メチルエチルケトンおよびメチルイソブチルケトン、質量比50:50にて希釈して樹脂組成物を調製した。次いで、得られた樹脂組成物400質量部に対し、重合開始剤(IGM Resins B.V.社製のOmnirad184およびOmnirad819の質量比50:50)4質量部と、ベンゾトリアゾール化合物(製品名 「JF-79」、城北化学株式会社製)7質量部、レベリング剤(製品名「F568」、DIC株式会社製)0.2質量部とを混ぜ合わせ、よく攪拌することで、分光透過率調整層用組成物4を調製した。
得られた分光透過率調整層用組成物4を、ミヤバーにて大きさが210mm×297mm(A4サイズ)および厚みが25μmのトリアセチルセルロース基材の表面に塗布して、塗膜を形成した。次いで、形成した塗膜に対して、0.5m/sの流速で50℃の乾燥空気を30秒間流通させることにより塗膜中の溶剤を蒸発させ、紫外線を積算光量が200mJ/cm2になるように照射して塗膜を硬化させることにより、膜厚が8μmの分光透過率調整層を形成した。これにより、トリアセチルセルロース基材上に膜厚8μmの分光透過率調整層(SA層)のみからなる光透過性機能層を備える光学フィルムを得た。
実施例および比較例に係る光学フィルムにおいて、波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおける分光透過率を測定した。具体的には、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能の分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。上記光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、以下の測定条件で、波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおける分光透過率を求めた。波長380nm、410nm、420nmおよび440nmにおける分光透過率は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。なお、図10に、実施例1~5および比較例1~3に係る分光透過率のグラフを示した。
(測定条件)
・波長域:300nm~780nm
・スキャン速度:高速
・スリット幅:2.0
・サンプリング間隔:オート(0.5nm間隔)
・照明:C
・光源:D2およびWI
・視野:2°
・光源切替波長:360nmm
・S/R切替:標準
・検出器:PM
・オートゼロ:ベースラインのスキャン後550nmにて実施
実施例および比較例に係る光学フィルムのブルーライトカット率(BLカット率)を測定した。具体的には、まず、JIS T7333:2005に準拠して、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能の分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、波長380nm~495nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長380nm~495nmの分光透過率を求めた。そして、ブルーライトカット率(%)をAとし、380nm~495nmの透過率の平均値(%)をBとして、ブルーカット率を下記式によって求めた。なお、ブルーライトカット率は、3回測定して得られた値の算術平均値とした。また、分光透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様とした。
A=100-B
実施例および比較例に係る光学フィルムのイエローインデックス、色座標a*および色座標b*を測定した。具体的には、まず、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、波長300nm~780nmの透過率を測定した。そして、UV-2450に接続されたモニター上で、上記透過率の測定データを読み込み、計算項目にて「YI」、「a*」および「b*」にチェックを入れることによってYI、a*およびb*を得た。波長300nm~780nmの透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様とした。
実施例および比較例に係る光学フィルムにおいて、波長410nm~420nmにおける分光透過率の傾きを求めた。具体的には、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムを、透過率を0.5%刻みにて測定可能の分光光度計(製品名「UV-2450」、株式会社島津製作所製、光源:タングステンランプおよび重水素ランプ)内に光学フィルムの基材側が光源側となるように配置した。光学フィルムは、欠点(異物の混入)がなく、クラックがなく、皺がなく、汚れがないものであり、また、カールのない平坦な状態で分光光度計に保持された。この状態で、波長410nm~420nmにおいてそれぞれ前後1nmの間で最低5ポイント分の透過率を測定し、その平均値を算出することによって波長410nm~420nmの分光透過率をそれぞれ求めた。次いで、得られた分光透過率を用いて、最小二乗法によって波長410nm~420nmの分光透過率の傾きを求めた。この傾きは、3回測定して得られた値の算術平均値とした。また、分光透過率の測定条件は、上記波長380nm、410nm、および440nmにおける分光透過率の測定条件と同様とした。
実施例および比較例に係る光学フィルムにおける分光透過率調整層のインデンテーション硬さをそれぞれ測定した。インデンテーション硬さは、HYSITRON(ハイジトロン)社製の「TI950 TriboIndenter」を用いて、測定した。具体的には、まず、1mm×10mmに切り出した光学フィルムを包埋樹脂によって包埋したブロックを作製し、ナノインデンテーション法での硬度測定に適した測定用サンプルを作製した。測定用サンプルの作製には、「ウルトラミクロトーム EM UC7」(ライカ マイクロシステムズ株式会社)を用いた。次いで、このような測定サンプルの断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察して、分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察されるか否か確認した。その後、測定サンプルの圧子を押し込む面がステージの載置面と平行となるように測定サンプルをHYSITRON(ハイジトロン)社製のTI950 TriboIndenterのステージに固定した。そして、SEMによる観察で、分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察された場合には、分光透過率調整層の中央の平坦な部分に、また分光透過率調整層とオーバーコート層との界面ラインが明確に観察されなかった場合には、光透過性機能層の中央の平坦な部分に、荷重制御方式で、最大押し込み荷重が300μNとなるように、バーコビッチ型圧子を10nm/sの速度で測定位置に押し込み、その後、最大荷重で5秒間保持した後に同速度で除荷をした。そして、このときの押し込み荷重F(μN)に対応する押し込み深さh(nm)を連続的に測定し、荷重-変位曲線を作成し、作成された荷重-変位曲線から、最大押し込み荷重Fmax(N)を、圧子と分光透過率調整層が接している投影面積Ap(mm2)で除した値により求めた。上記Apは装置標準の方法で圧子先端曲率を補正した接触投影面積とした。なお、インデンテーション硬さは、10箇所測定して得られた値の算術平均値とした。
実施例および比較例において、JIS K5600-5-1:1999に準拠して、マンドレル試験を行い、屈曲性を評価した。具体的には、100mm×25mmの大きさに切り出した光学フィルムを直径2mmのステンレス棒に光透過性機能層が外側となり、かつ光学フィルムの長辺方向の両端部が対向するように巻き付けた。この状態で、5秒間保持した後、光学フィルムを開放し、ステンレス棒に接していた光学フィルムの短辺方向にクラック(ひび)が発生しているかを確認した。また、光透過性機能層が内側となるように上記同様の条件でマンドレル試験を行い、ステンレス棒に接していた光学フィルムの短辺方向にクラックが発生しているかを確認した。評価結果は、以下の通りとした。
○:いずれのマンドレル試験においても、光学フィルムにクラックが確認されなかった。
×:いずれかのマンドレル試験において、光学フィルムにクラックが確認された。
実施例および比較例に係る光学フィルムを有機発光ダイオードパネル(OLEDパネル)上に配置したサンプルにおいて耐光性試験を行い、OLEDパネルが劣化するか否かを評価した。具体的には、サンプルは、50mm×50mmの大きさに切り出した光学フィルムと、スマートフォン(製品名「Galaxy S7」、Samsung Electronics Co., Ltd.製)が下側となるようにOLEDパネル上に配置することによって作製された。そして、このサンプルのOLEDパネルを発光させて、光学フィルムから出射する光の輝度を、光学フィルムの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定した。その後、このサンプルを耐光性試験機(製品名「紫外線フェードメータU48AU」、スガ試験機株式会社製)内に配置して、42℃、相対湿度50%の環境下でカーボンアークランプからの光を光学フィルムの表面側から50時間照射する耐光性試験を行った。そして、耐光性試験機からサンプルを取り出し、耐光性試験後のサンプルのOLEDパネルを発光させて、光学フィルムから出射する光の輝度を、光学フィルムの厚み方向から、分光放射輝度計(製品名「CS2000」、コニカミノルタ社製)を用いて、測定角1°の条件で、測定した。測定したこれらの輝度から、耐熱性試験前の輝度に対する耐熱性試験後の輝度の維持率を求めた。輝度維持率は、輝度維持率をAとし、耐熱性試験前のサンプルから出射する光の輝度をBとし、耐熱性試験後のサンプルから出射する光の輝度をCとし、下記式によって求めた。
A=C/B×100
そして、得られた輝度維持率から耐光性試験によってOLEDパネルが劣化したか否かを確認した。具体的には、輝度維持率が80%未満である場合には、OLEDパネルが劣化した評価し、輝度維持率が80%以上である場合には、OLEDパネルが劣化していないと評価した。評価基準は以下の通りとした。
○:OLEDパネルの劣化が確認されなかった。
×:OLEDパネルの劣化が確認された。
11…光透過性基材
12、21、31、41、51…光透過性機能層
13、32、42、52…分光透過率調整層
14…オーバーコート層
33…蒸着層
43…不可視化層
43A…高屈折率層
43B…低屈折率層
50…偏光板
51…偏光子
60…画像表示装置
70…表示パネル
71…表示素子
Claims (8)
- 光透過性基材と、前記光透過性基材の一方の面側に設けられた光透過性機能層とを備える光学フィルムであって、
波長380nmにおける分光透過率が1%未満であり、
波長410nmにおける分光透過率が31.6%以上60%未満であり、かつ
波長440nmにおける分光透過率が70%以上であり、
前記光透過性基材が、光透過性樹脂を含み、
前記光透過性機能層の膜厚が、9μm以下である、光学フィルム。 - 前記光学フィルムのイエローインデックスが、1以上12以下である、請求項1に記載の光学フィルム。
- 前記光学フィルムのブルーライトの遮蔽率が、30%以上である、請求項1または2に記載の光学フィルム。
- 最小二乗法を用いて得られた波長410nm~420nmの範囲の透過スペクトルの傾きが2以上である、請求項1ないし3のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 前記光透過性機能層が、樹脂および分光透過率調整剤を含む分光透過率調整層を備える、請求項1ないし4のいずれか一項に記載の光学フィルム。
- 請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学フィルムと、
前記光学フィルムの一方の面側に設けられた偏光子と、
を備える、偏光板。 - 表示素子と、
前記表示素子よりも観察者側に配置された請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学フィルムまたは請求項6に記載の偏光板と、
を備える、画像表示装置。 - 前記表示素子が、有機発光ダイオード表示素子である、請求項7に記載の画像表示装置。
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